(57)【要約】【課題】表面に回収するトナーの堆積層の脱落を防いで画像汚れの発生を防ぐことができる放熱ローラとこれを備える定着装置を提供すること。【解決手段】ヒータ（加熱手段）５ｂと、該ヒータ５ｂに圧接されたローラ体である加圧ローラ（加圧手段）５ａと、該加圧ローラ５ａに接するローラ体の清掃手段とを有し、未定着画像を担持した記録材２を前記ヒータ２ｂと前記加圧ローラ５ａの定着ニップ部（圧接部）Ｎで狭持搬送して画像の定着を行う定着装置５において、前記清掃手段の金属ローラ若しくはその表面に粒状焼結部を形成し、その表面にトナー層侵入吸着できる隙間を形成して構成される放熱ローラ１３で構成する。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
金属ローラのそのもの若しくはローラ表面に金属の粒子を焼結し、接合する金属粒子間に隙間を設け、その隙間に溶融トナーを侵入吸着させるようにして成ることを特徴とする放熱ローラ。
【請求項２】
金属ローラの表面の凹凸金属隙間部に加熱溶融するトナーを吸着可能としたことを特徴とする放熱ローラ。
【請求項３】
前記金属ローラ若しくはローラ表面の金属粒子をアルミニウム又はアルミニウム合金で構成したことを特徴とする請求項１又は２記載の放熱ローラ。
【請求項４】
加熱手段と、該加熱手段に圧接されたローラ体である加圧手段と、該加圧手段に接するローラ体の清掃手段とを有し、未定着画像を担持した記録材を前記加熱手段と前記加圧手段の圧接部で狭持搬送して画像の定着を行う定着装置において、
前記清掃手段を、金属ローラの表面にバインダー層を形成し、その表面にトナー層を形成して構成される放熱ローラで構成したことを特徴とする定着装置。
【請求項５】
少なくとも感光体、帯電装置、現像装置、転写装置及び定着装置を備え、前記定着装置は、加熱手段と、該加熱手段に圧接されたローラ体である加圧手段と、該加圧手段に接するローラ体の清掃手段とを有し、未定着画像を担持した記録材を前記加熱手段と前記加圧手段の圧接部で狭持搬送して画像の定着を行うものである画像形成装置において、
前記定着装置の清掃手段は、金属焼結ローラの表面にトナー層を形成して構成される放熱ローラで成したことを特徴とする画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、清掃手段としての放熱ローラとこれを備える定着装置及び画像形成装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、記録材上の未定着画像を定着する加熱定着手段によって画像の表面性の改質を行う像加熱装置には、画像を担持した記録材を加熱ローラと加圧ローラ等の熱ローラによって挟持搬送する熱ローラ方式が広く用いられてきたが、このような熱ローラ方式では加熱ローラの熱容量が大きくて消費電力が大きいため、定着可能な温度に到達するまでの加熱時間（所謂ウォームアップ時間）が長くなる等の欠点があった。
【０００３】
そこで、上記欠点を解消する耐熱性フィルムを用いた定着方式が提案されている（例えば、特開昭６３−３１３１８２号、特開平２−１５７８７８号公報参照）。斯かる定着方式を採用した定着装置は、薄肉の耐熱性フィルムと、該耐熱性フィルムを駆動する駆動ローラと、耐熱性フィルムの内周面に摺擦するように固定支持された加熱体と、耐熱性フィルムの外周面と接触して該フィルムを介して前記加熱体に圧接するよう配設された加圧部材とを備えている。
【０００４】
この種の定着装置は、複写機、レーザービームプリンタ、ファクシミリ、マイクロフィルムリーダプリンタ、画像表示（ディスプレイ）装置、記録機等の画像形成装置に用いられており、電子写真、静電記録、磁気記録等の適宜の画像形成プロセス手段によりトナーを用いて記録材（エレクトロファックスシート、静電記録シート、転写シート、印刷紙等）の面に直接方式若しくは間接（転写）方式で形成した顕画像（未定着トナー像）を永久固着像として加熱定着処理する画像定着装置として使用されている。
【０００５】
又、この種の定着装置は画像定着装置に限定されず、例えば画像を担持した記録材を加熱して表面性を改質する装置等、広く記録材を加熱処理する手段として使用されている。
【０００６】
ところで、斯かる定着装置の耐熱性フィルムと加圧部材は少なくとも画像定着実行時においては記録材の搬送速度と同一速度で回転駆動されており、耐熱性フィルムを介して形成される加熱体と加圧部材の定着ニップ部で記録材を挟持搬送することにより、記録材上の顕画像（未定着トナー像）に加熱体の熱エネルギーを付与して顕画像を軟化・溶融させた後、記録材を定着ニップ部から排出することによって顕画像を冷却固化させて記録材上に定着することが行われている。
【０００７】
ここで、加圧ローラに低熱容量のクリーニング部材を当接させることによって残留トナーを除去し、加圧ローラの汚れが記録材を汚すのを防ぐようにしている。このとき、熱ローラ方式の定着装置に一般的に用いられているクリーニング能力の高いシリコーンオイルを含浸させたアラミド繊維製のウェブを有する定着クリーナを加圧ローラに当接させる方式では、ウェブが温まっていないとクリーニング性能が低いため、ウォームアップを必要としない耐熱性フィルムを用いた定着方式にはこの方式は適していない。
【０００８】
そこで、熱伝導性の高い材質でクリーニング部材を構成し、このクリーニング部材を加圧ローラに当接させれば、加圧ローラを清掃するだけでなく、非通紙部の過昇温を抑えて温度分布を均一にし、定着フィルムと加圧ローラの耐久性向上、オフセットの防止、定着フィルムの寄り制御の安定化等を図ることができる。
【０００９】
また、金属を細かな粒状の粒子にし、これを型に詰め込み高温と高圧を加えて焼き固める所謂焼結成型加工法が知られている。
【００１０】
この焼結方法は、鉄、アルミニウム、真鍮のほかに超硬金属など複合の金属をブレンドし、様々な金属を焼き固めることが出来る。更に粒子を粉体にし、高温度や高圧力によって、完全に固体化する場合や、球状粒子の直径を０．０５ｍｍないし２ｍｍ程度に荒くし印加する圧力を低圧にして、焼結し、粒子間に隙間を持たせて成型する軽焼結法があり、軽焼結においては例えば、銅系焼結の含油軸受けや、空圧機器におけるサイレンサーの如く、粒子間を流体が通過せきるように成したものがある。更に、その形状はブロック状やパイプ状など様々な形状に成すことが比較的容易にできることが知られている。
【００１１】
【特許文献１】
特開昭６３−３１３１８２号公報
【特許文献２】
特開平２−１５７８７８号公報
【特許文献３】
特開２００１−１０９３１３
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来は以下のような問題があった。
【００１３】
先ず、第１は所謂非通紙部昇温によるヒータやフィルム等の耐久性低下に関する問題である。
【００１４】
即ち、定着装置に用いられるヒータは記録材の移動通過方向と交差する方向を長手方向とする通電発熱層を有し、該発熱層の有効全長域の各部が単位長さ当たり所定の発熱量をもって発熱することによって、使用記録材が最大幅のものでも、それより小さい各種サイズ幅のものでも、供給された記録材に対する加熱処理を行うようになっている。
【００１５】
しかし、発熱層の有効全長域の各部が単位長さ当たり所定の発熱量を有するヒータを備えた従来の定着装置においては、装置に供給される記録材の幅が最大幅より小さい場合は、ヒータの長手方向の非通紙部において所謂非通紙部昇温が発生し、ヒータ又は該ヒータを支持する支持部材の熱損傷による耐久寿命の低下、フィルム等の耐熱性低下、フィルムの走行不安定化（フィルムのシワや蛇行）等が生じるという問題があった。
【００１６】
上記問題の解決手段として、フィルムを介してヒータに圧接される加圧手段である加圧ローラに金属等の高熱伝導率の物資で構成した放熱ローラを当接させてこれを従動回転させる構成が知られている。
【００１７】
第２の問題は残留トナーによるクリーニング部材のクリーニング能力の劣化の問題である。
【００１８】
即ち、クリーニング部材に付着した残留トナーが長期耐久によって熱と圧力を受けて劣化し、その弾性が低下することによってクリーニング部材との付着力が低下し、クリーニング部材に付着した残留トナーの一部がクリーニング部材から剥れることがあった。この剥れたトナーが画像に現れて画像劣化を引き起こしたり、クリーニング部材に付着した残留トナーの一部がクリーニング部材から剥れることによってクリーニング部材の表面に凹凸ができ、クリーニング部材のクリーニング能力が著しく劣化するという問題が発生することがあった。
【００１９】
ところで、クリーニング部材としての前記放熱ローラを加圧ローラに対して常時加圧して従動回転させるようにすると、ヒータからの熱がフィルムを介して加圧ローラに伝わり、更に放熱ローラへと伝わる。このとき、記録材へのトナー像の加熱溶融定着動作の際にトナー像の一部がフィルム上にオフセットした後、フィルムが回転することによってフィルムよりも温度の低い加圧ローラに再オフセットする。そして、そのまま次の記録材が定着ニップ部に至ると、表面に残ったトナーは温度の低い記録材にオフセットして記録材にオフセット汚れが発生する。
【００２０】
上記オフセット汚れを防止するために加圧ローラに放熱ローラを当接させると、加圧ローラ表面に付着しているオフセットトナーはこれよりも低温の放熱ローラの表面にオフセット付着し、これによって加圧ローラ表面のトナー汚れが清掃除去される。これは一方においてヒータ加熱領域幅よりも小さいサイズの幅狭の記録材が連続的に通紙される際に発生する非通紙部での温度上昇をヒートパイプとしての放熱ローラの熱伝導効果によって低温部である通紙部に熱伝導させ、加圧ローラの熱バランスを均一に維持することができるようにしたものである。その結果、放熱ローラが無い場合と比較すると、ヒータの温度バランスが良好となり、各種サイズの記録材を通紙しても安定するようになっている。
【００２１】
しかしながら、通紙部と非通紙部との境界近傍では温度勾配は急激に変化し、加圧ローラ上のトナーの吸着能力に差が生じるため、放熱ローラ面ではトナーの吸着堆積によって段差ができ易くなり、その段差部には熱と加圧力による応力集中が発生して吸着堆積したトナーが剥れる可能性があった。特に、長期間の使用によってトナーが大量に堆積した場合には、トナー剥れの量が多くなり、剥れたトナーが加圧ローラに逆オフセットし、加圧ローラが回転することによって記録材上にトナーがオフセットして画像汚れが発生するという問題があった。
【００２２】
また、画像形成装置に用いられるトナーはモノクロ画像用トナーや、カラー画像用トナーは様々な種類があり、トナーの粒子の大きさや、流動性、溶融温度など各々に特性が異なっていて、前記逆オフセットは、定着装置の制御温度やローラの表面の特性によって変化する。
【００２３】
例えば特開２００１−１０９３１３に有るような放熱ローラ表面にバインダー層を設けその表層部にトナーを固着せしめるものにおいては、定着装置の条件の都度、表面に形成されるトナーの種類を逆オフセットしないように表面のトナーの特性を最適化する必要があった。
【００２４】
また、係るコーティングにおいては下地のバインダーの乾燥程度に留意し安定して生産するために生産管理を厳密に行う必要があり、下地のバインダーが乾燥固化してしまった場合では、バインダー層とトナー層の密着性が低下する懸念があった。
【００２５】
本発明は上記問題に鑑みてなされたもので、その目的とする処は、表面に回収するトナーの堆積層の脱落を防いで画像汚れの発生を防ぐことができる放熱ローラと、これを備える定着装置及び画像形成装置を提供することにある。
【００２６】
更に、回収されたトナーの逆オフセット防止に関しては、定着条件や使用されるトナーの特性や、設定される温度など、各種の定着装置における影響を受けないで、安定したクリーニング性能を得ることの出来るクリーニング手段を具備した定着装置及び画像形成装置を提供することにある。
【００２７】
また、クリーニング部材としての前記放熱ローラの表面には吸着したトナーが堆積していくが使用耐久を重ねると、ローラーの外形は太っていき、一定量堆積すると交換の必要性があり、高耐久を要求される画像形成にあっては、トナーの脱落の防止や係るスペース確保のためにも交換の必要性があった。そのために装置を分解し部品或いは定着ユニットの交換はサービス性やダウンタイム、係るランニングコストの観点から改善が求められていた。
【００２８】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、請求項１記載の発明は、金属ローラのそのもの若しくはローラ表面に金属の粒子を焼結し、接合する金属粒子間に隙間を設け、その隙間に溶融トナーを侵入吸着させるようにして成ることを特徴とする。
【００２９】
請求項２記載の発明は、金属ローラの表面の凹凸金属隙間部に加熱溶融したトナーを隙間を介して侵入せしめることによって吸着可能としたことを特徴とする。
【００３０】
請求項３記載の発明は、請求項１又は２記載の発明において、前記金属ローラをアルミニウム又はアルミニウム合金で構成したことを特徴とする。
【００３１】
請求項４記載の発明は、加熱手段と、該加熱手段に圧接されたローラ体であるところの加圧手段と、該加圧手段に接するローラ体の清掃手段とを有し、未定着画像を担持した記録材を前記加熱手段と前記加圧手段の圧接部で狭持搬送して画像の定着を行う定着装置において、
前記清掃手段を、金属ローラの表面にバインダー層を形成し、その表面にトナー層を形成して構成される放熱ローラで構成したことを特徴とする。
【００３２】
請求項５記載の発明は、少なくとも感光体、帯電装置、現像装置、転写装置及び定着装置を備え、前記定着装置は、加熱手段と、該加熱手段に圧接されたローラ体である加圧手段と、該加圧手段に接するローラ体の清掃手段とを有し、未定着画像を担持した記録材を前記加熱手段と前記加圧手段の圧接部で狭持搬送して画像の定着を行うものである画像形成装置において、
前記定着装置の清掃手段は、金属焼結ローラの表面にトナー層を形成して構成される放熱ローラで成したことを特徴とする。
【００３３】
【発明の実施の形態】
以下に本発明の実施の形態を添付図面に基づいて説明する。
【００３４】
図１は本発明に係る電子写真画像形成装置（レーザービームプリンタ）Ａの断面図であり、該画像形成装置Ａは光学系１から画像情報に基づいた情報光をドラム状の電子写真感光体（以下、感光ドラムと称する）７へ照射して該感光ドラム７に潜像を形成し、この潜像を現像してトナー像を形成する。そして、このトナー像の形成と同期して記録媒体としての記録材２を給紙カセット３ａからピックアップローラ３ｂ及びこれに圧接された圧接部材３ｃで１枚ずつ分離給送するとともに、搬送ローラ対３ｄ、レジストローラ対３ｅ等から成る搬送手段３で搬送し、プロセスカートリッジＢとしてカートリッジ化された前記感光ドラム７に形成したトナー像を転写手段としての転写ローラ４に電圧印加することによって記録材２に転写し、トナー像が転写された記録材２を搬送ベルト３ｆによって定着装置５へと搬送する。
【００３５】
上記定着装置５は、駆動ローラ（加圧ローラ）５ａと、ヒータ５ｂを内蔵するとともに支持体５ｃによって回転可能に支持された筒状シートで構成された定着フィルム５ｄとで構成され、通過する記録材２に熱及び圧力を印加して転写トナー像を記録材２に定着する。
【００３６】
そして、トナー像が定着された記録材２は排出ローラ対３ｇ，３ｈによって搬送され、反転搬送経路を通して排出部６へと排出される。尚、この画像形成装置Ａは、手差しトレイ３ｉ及びローラ３ｊによって記録材２を手差し給送することもできるよう構成されている。
【００３７】
一方、前記プロセスカートリッジＢは、感光ドラム７と少なくとも１つのプロセス手段を備えたものである。ここで、プロセス手段としては、例えば感光ドラム７を帯電させる帯電ローラ８、感光ドラム７に形成された潜像を現像する現像装置１０、感光ドラム７の表面に残留するトナーをクリーニングするためのクリーニング装置１１等がある。
【００３８】
尚、以下の説明においてプロセスカートリッジＢの短手方向とは、該プロセスカートリッジＢを装置本体１４へ着脱する方向であり、記録媒体２の搬送方向と一致している。又、プロセスカートリッジＢの長手方向とは、該プロセスカートリッジＢを装置本体１４へ着脱する方向と交差する方向（略直交する方向）であり、記録材２の表面と平行、且つ、記録材２の搬送方向と交差（略直交）する方向である。更に、プロセスカートリッジＢに関して左右とは、記録材２の搬送方向に従って該記録材２を上から見て右又は左である。
【００３９】
ここで、プロセスカートリッジＢの断面を図２に示すが、本実施の形態に係るプロセスカートリッジＢは、感光層を有する電子写真感光体である前記感光ドラム７を回転駆動し、帯電手段である帯電ローラ８へ電圧を印加して感光ドラム７の表面を一様に帯電し、この帯電した感光ドラム７に対して前記光学系１からの光像を開口部９を介して感光ドラム７に露光して潜像を形成し、該潜像を現像装置１０によって現像するよう構成されている。
【００４０】
上記現像装置１０は、トナー収納部１０ａ内のトナーを送り手段である回転可能な第１トナー送り部材１０ｂ１及び第２トナー送り部材１０ｂ２で送り出し、固定磁石１０ｃを内蔵した現像部材である現像ローラ１０ｄを回転させるとともに、現像ブレード１０ｅによって摩擦帯電電荷を付与したトナー層を現像ローラ１０ｄの表面に形成し、そのトナーを前記潜像に応じて感光ドラム７へ転移させることによってトナー像を形成して潜像を可視像化するものである。
【００４１】
そして、転写ローラ４（図１参照）にトナー層と逆極性の電圧を印加してトナー像を記録材２に転写した後、感光ドラム７に残留したトナーをクリーニング装置１１のクリーニングブレード１１ａによって掻き落とすとともに、スクイシート１１ｂによってすくい取って廃トナー収納部１１ｃへ集めて除去する。
【００４２】
而して、感光ドラム７等の各部材は、トナー容器３３と現像容器３２を結合した第１枠体であるトナー現像枠体１２と第２枠体であるクリーニング枠体１３とを結合したカートリッジ枠体内に収納支持されてカートリッジ化され、図１に示す装置本体１４に装着される。
【００４３】
次に、感光ドラム７に光照射する前記光学系１の構成を図３に基づいて説明する。尚、図３は光学系１の斜視図である。
【００４４】
本実施の形態に係る光学系１は、レーザー光を照射するものであり、画像信号に応じて発振するレーザ発振器１ａから出たレーザー光を不図示のコリーメータレンズを通して平行光にし、そのレーザー光をポリゴンミラー１ｂのミラー面で反射して反射ミラー１ｃ上に結像する。この結像を行うためにコリーメータレンズとポリゴンミラー１ｂの間にシリンドリカルレンズ１ｄを配置する。
【００４５】
前記ポリゴンミラー１ｂはスキャナーモータ１ｇによって一定速度で回転駆動されるため、反射ミラー１ｃから感光ドラム７上に投影されたレーザー光は感光ドラム７の長手方向に走査され、該感光ドラム７上に潜像が形成される。この走査のタイミングはＢＤミラー１ｈで反射された光を光ファイバー１ｉで検出することによって規定され、これによって画像のズレが防がれる。
【００４６】
光学系１を構成する各部材は光学ケース１ｊ（図１参照）内に収納されてユニット化され、レーザー光は光学ケース１ｊに形成されたスリットから出射するよう構成されている。そして、プロセスカートリッジＢを装着しない場合には、前記スリットからレーザー光が誤って出射しないようにレーザー発振器１ａとシリンドリカルレンズ１ｂの間に不図示のシャッター部材を設けてレーザー光路を遮蔽するようにしている。尚、シャッター部材はプロセスカートリッジＢを装着するとレーザー光路から退避する。
【００４７】
図４に示すように、反射ミラー１ｃから反射したレーザー光の光路Ｌは、ユニット化された光学系１の窓１Ｌ、更に光学ケース１ｊを納める装置本体１４の光学部下壁１４ｂの開口１ｎ、プロセスカートリッジＢの開口部９を通って感光ドラム７に結像する。ここで、プロセスカートリッジＢの枠体は、トナー現像枠体１２とクリーニング枠体１３を結合して一体のカートリッジ枠体とするものであり、トナー現像枠体１２とクリーニング枠体１３との間にプロセスカートリッジＢ内へレーザー光を導くための開口部９が形成されている。
【００４８】
図４に示すように、光学部下壁１４ｂの下面には、プロセスカートリッジＢの現像容器３２とトナー容器３３の上部結合部のフランジ３５，３６の装置本体１４のプロセスカートリッジＢの着脱用の開口部１４ａから見てすぐ奥側で現像容器３２の上壁へ向かって下る段部１ｋが設けられ、該段部１ｋは現像容器３２の上部のフランジ３６と対向している。
【００４９】
又、図３に示すように、ポリゴンミラー１ｂと結像レンズ１ｅとの間には、ポリゴンミラー１ｂのミラー面の面倒れ角の誤差による光路変化を補正するためにトーリックレンズ１ｆが設けられている。
【００５０】
ところで、図４に示すように、装置本体１４の開閉カバー１５を軸１５ａを中心として上方へ開いてプロセスカートリッジＢが装置本体１４に装着され、開閉カバー１５が閉められて装置本体１４に画像印刷の指示が出されると、図４に矢印にて示す光路Ｌのようにレーザー光が照射される。
【００５１】
図５に画像形成装置Ａの概略断面を示すが、同図に矢印にて示すように、本実施の形態に係る画像形成装置Ａにおいては、給紙装置から送られた記録材２に順次画像形成プロセスを経てトナー像が形成され、トナー像が形成された記録材２は定着装置５においてトナー像の定着を受けた後、排出部６に送られる。
【００５２】
又、図６に電子写真画像形成装置（レーザービームプリンタ）Ａの外観を示すが、図示のように画像形成装置Ａの本体下部には図１において説明した給紙カセット３ａが配置されているが、オプションの仕様によっては、更にその下部に２５０枚カセット１００や、５００枚カセット２００を積み重ねて装備できるようにしている。
【００５３】
各給紙カセット３ａ，１００，２００内には給紙機構と記録材（用紙）の収納部が配備されている。このようにして、複数のサイズの記録材（用紙）をコンパクトに収納するようにしている。
【００５４】
次に、本実施の形態に係る画像形成装置Ａに備えられる前記定着装置５の構成の詳細を図７に基づいて詳述する。
【００５５】
図７は定着装置５の断面図であり、同図において、５ｄはエンドレスベルト状の定着フィルムであり、該定着フィルム５ｄは支持体５ｃと下側の駆動ローラ５ａ及び支持体５ｃと駆動ローラ５ａの両当接部間のニップ部Ｎの上方に固定配設された低熱容量線状ヒータ５ｂとの間に張設されている。
【００５６】
定着フィルム５ｄは、従動する定着フィルム５ｄを外側に膨らませるようにループさせる定着フィルムガイド５ｅによって案内され、表面にシリコーンゴム等を被覆して摩擦係数を高めた駆動ローラ（加圧ローラ）５ａの反時計方向の回転駆動に伴って時計方向に所定の周速度をもってシワや蛇行及び速度遅れなく回転駆動される。
【００５７】
又、シリコーンゴム等の離型性の良いゴム弾性層を有する前記加圧ローラ５ａは定着フィルム５ｄの下方側部分をヒータ５ｂとの間に挟ませてヒータ５ｂの下面に対してばね等の付勢手段によって例えば４９〜９８Ｎ／ｃｍの当接力をもって対向圧接させており、記録材２の搬送方向に順方向の反時計方向に回転する。
尚、加圧ローラ５ａは温度０℃においてその直径は４０ｍｍ、弾性層厚は１６ｍｍである。この加圧ローラ５ａの構成としては、芯金の周りにシリコーンゴム又はシリコーンスポンジ層を形成し、その周りにＰＦＡ等のフッ素樹脂、フッ素ゴム等をコートした２層構成のものを用いても良い。
【００５８】
１３は加圧ローラ５ａに対向して配設された放熱ローラであり、この放熱ローラ１３は温度０℃で直径２０ｍｍ、軸径６ｍｍのアルミニウムローラで構成されている。尚、放熱ローラ１３をアルミニウム合金で構成しても良い。
【００５９】
回転駆動されるエンドレス状の定着フィルム５ｄは繰り返してトナー像の加熱定着に供されるため、耐熱性と離型性及び耐久性に優れ、一般的には１００μｍ以下、好ましくは４０μｍ以下の薄肉のものが使用される。定着フィルム５ｄは、例えば厚さ２０μｍのポリイミド、ポリエーテルイミド、ポリエーテルサルホン、ポリエーテルエーテルケトン等の高耐熱樹脂、ニッケル、ＳＵＳ等の金属の薄肉エンドレスベルトの外周面にＰＴＦＥ（四フッ化エチレン樹脂）、ＰＦＡ（四フッ化エチレン・パーフルオロアルキルビニルエーテル共重合体樹脂）等の低表面エネルギーの樹脂、又はこれらの樹脂にカーボンブラック等の導電材を添加した離型コート層を１０μｍ厚に施した総厚３０μｍのエンドレスベルトで構成される。
【００６０】
低熱容量のヒータ５ｂは、例えば厚さ１．０ｍｍ、幅１０ｍｍ、長手方向長さ３４０ｍｍのアルミナ基板に銀パラジウムや酸化ルテニウム等の抵抗材料を厚さ１０μｍ、幅１．０ｍｍに塗工して発熱層を形成し、更にその上に厚さ１０μｍの定着フィルム５ｄとの摺動を考慮してガラス等の保護層を形成して構成され、支持体５ｃに取り付けられて固定支持されている。
【００６１】
上記支持体５ｃは、ヒータ５ｂを定着装置５及び画像形成装置Ａに対して断熱支持する断熱性と高耐熱性及び高剛性を有するもので、例えばＰＰＳ（ポリフェニレンサルファイド）、ＰＥＥＫ（ポリエーテルエーテルケトン）、液晶ポリマ等の高耐熱性樹脂やこれらの樹脂とセラミックス、金属等との複合材料等で構成されている。
【００６２】
ヒータ５ｂには、長手方向両端から通電されるが、この通電は交流１００Ｖでなされ、通電はアルミナ基板の裏面に熱伝導性シリコーンゴム接着剤等で接着又は圧接或は一体的に形成されたＮＴＣサーミスタ等のサーミスタの検知温度に応じてＭＰＵ（不図示）によって制御される。
【００６３】
次に、本実施の形態に係る定着装置５の定着動作について説明する。
【００６４】
画像形成スタート信号により画像形成装置Ａが像形成動作を開始すると、定着フィルム５ｄの回動が開始され、ヒータ５ｂへの通電が開始される。
【００６５】
未定着トナー像Ｔを上面に担持した記録材２は、転写ローラ４から定着装置５へ搬送される。そして、記録材２は入口ガイド５１に案内され、この記録材２は急速に所定の定着温度（本実施の形態では２００℃）まで昇温したヒータ５ｂと加圧ローラ５ａとの圧接ニップ部Ｎに未定着トナー像Ｔをヒータ５ｂ側にして定着フィルム５ｄと密着して進入する。尚、ヒータ５ｂへの通紙開始から記録材２の圧接ニップ部Ｎへの進入までの時間は５秒である。
【００６６】
而して、進入した記録材２は面ズレやシワ寄りを生じることなく定着フィルム５ｄと一緒の重なり状態でヒータ５ｂと加圧ローラ５ａとの定着ニップ部Ｎを狭圧力を受けつつ通過し、該記録材２のトナー像担持面は定着フィルム５ｄ面に押圧定着状態で定着ニップ部Ｎを通過する過程でヒータ５ｂの熱を定着フィルム５ｄを介して受け、トナー像Ｔが高温溶融して記録材２面に定着される。
【００６７】
尚、本実施の形態に係る画像形成装置Ａにおいては、記録材２と定着フィルム５ｄとの分離は記録材２が定着ニップ部Ｎを通過して出た時点で行っている。
【００６８】
記録材２の分離時点において、溶融トナーの温度は未だトナーのガラス転移点より高温の状態にある。この分離時点でガラス転移点より高温の状態にあるトナーは適度なゴム特性を有するため、分離時のトナー画像面は定着フィルム５ｄ表面に倣うことなく適度な凹凸表面性を有したものとなり、この表面性が保たれて冷却固化するに至るために定着済のトナー画像面には過度の画像光沢が発生せず、高品位な画質となる。
【００６９】
定着フィルム５ｄから分離された記録材２は、排紙ガイド５２によって案内されて排紙ローラ対５３へ至る間にガラス転移点より高温のトナーの温度が自然降温（自然冷却）してガラス転移点以下の温度になって固化する。そして、記録材２が定着ニップ部Ｎを抜けた後、画像定着済の記録材２が出力される。
【００７０】
一方、記録材２の上面のトナーは定着ニップ部Ｎでの加熱と加圧によって記録材２上に固定されるが、記録材２の表面の一部は定着フィルム５ｄに付着して周回する。
【００７１】
記録材２が周回された後に該記録材２が定着ニップ部Ｎから排出搬送されると、再び定着ニップ部Ｎに挟まれることによって今度は加圧ローラ５ａにトナーの一部がオフセットされてしまう。この状態で回り続けると、次に搬送されてきた記録材２が定着ニップ部Ｎに狭持され、該記録材２の表裏面に残留トナー像がオフセット付着し、記録材２にトナー汚れが発生する。
【００７２】
そこで、前記放熱ローラ１３を加圧ローラ５ａにばねによって付勢し、加圧ローラ５ａ表面のオフセットトナーを吸着することによって加圧ローラ５ａの汚れを除去清掃するようにしている。又、これに作用されて定着フィルム５ｄのトナーも定着ニップ部Ｎと加圧ローラ５ａを介して清掃される。
【００７３】
このようにして、オフセットトナーはクリーニング部材としての放熱ローラ１３の表面に随時蓄積・堆積していき、放熱ローラ１３の表面に堆積層を形成していく。
【００７４】
しかしながら、オフセットトナーが堆積していくと、トナーが放熱ローラ１３から脱落してしまうことがあるため、従来は放熱ローラの素地金属面に梨地処理であるサンドブラスト処理を行っていた。
【００７５】
又、更にサンドブラスト処理後に、トナーを塗布してトナーの密着性を向上させてトナーの脱落を防止していたが、様々な使用条件によってはクリーニング性能を確保しながらトナーの脱落を防止することに限界があった。
【００７６】
然るに、この限界点に着目し、よりクリーニング性能のマージンを増加させるとともに、モノクロ及びカラートナーなど種類の異なるトナーを確実に吸着するとともに長期のクリーニング性能を確保しながら、トナーの脱落の無い放熱ローラに対する要求があった。
【００７７】
本発明は上記事情に鑑みてなされたもので、金属素地の表面に付着したトナーの脱落を防止することを目的とする。
【００７８】
図８は本実施の形態において採用した放熱ローラ１３の断面図、図９は図８のＡ−Ａ線拡大断面図であり、該放熱ローラ１３は円筒状の棒材の基本形状を成している。アルミニウムを素材とするヒートパイプである素材（焼結金属ローラ）１３ｃは、両端部が定着装置５に軸支するために軸支部１３ａ，１３ｂを圧入して構成しており、その外形表面には多孔焼結金属１３ｃが形成され、更にその上にトナーが温度差によって吸着され、トナー層１３ｅが形成されることになる（図９参照）。
【００７９】
ここで、放熱ローラ１３の製造に際しては、素材（焼結金属ローラ）１３ｃの外形、内径形状合致した成型金型に粒状の金属球が圧力と加熱により固められ、出来上がった金属粒子間には任意の隙間が形成される。また、必要によって表面を円筒研削し円筒度や外形寸法を制度よく仕上げることも出来るが、粒子間隙間は維持できるようにしておく。
【００８０】
又、トナー層１３ｅは、通常部品を製作する際は付与コーティングする必要性はないが、必要によってはコーティングしても良い。
【００８１】
トナー層１３ｅを事前に形成する場合の目的は、使用開始初期における、定着器の加圧ローラ５ａからのトナーを確実に吸着させることに有り、初期クリーニング性能を向上させることが出来るようにするためである。
【００８２】
また、トナーが焼結金属粒子間に侵入しやすくすることができ、スパイク効果を得ることができ、強靭な接合力が得られるようにすることによってトナーの脱落を防ぐことができる。
【００８３】
更に、トナーを付着させた後に放熱ローラ１３を定着装置５に実装して定着動作を行う場合のクリーニング作用時に加圧ローラ５ａからの熱が伝わってトナーが軟化しても、加圧ローラ５ａと放熱ローラ１３の当接圧により、焼結金属の隙間を通り内部に侵入していくためにトナーの脱落と剥離は発生しなくなる。
【００８４】
放熱ローラ１３内部には空洞部を設けてあり、焼結金属粒子間を通り抜けたトナーはこの空洞部に押し出されてくる。そのため、焼結筒外形表面には多量のトナーが堆積することがなく、表面の状態が耐久動作によって大きく変化することはないため、安定したクリーニング性能を得られるほか、空洞部を任意の大きさの空洞にすることによって回収されたトナーを収納することが出来る。
【００８５】
従来、１種類の特性のトナー以外のトナーを放熱ローラの表面に堆積させると、その線膨張係数や溶融温度が異なり、表面の吸着したトナーが堆積層を成し溶融温度の低い層から剥離を引き起こしてしまい、トナーを強固に保持することは不可能であったが、表面は薄い層になり内部に侵入していく隙間の通路を通り抜けてしまうため上記のような剥離が発生しなくなりクリーニング性脳を維持できる。
【００８６】
更に、この実施の形態では、モノクロの画像形成装置だけでなく、複数の種類のトナーを使用するカラー画像形成装置に用いることが出来るようになる。
【００８７】
また、他方、放熱ローラ１３の空洞部をなくし内部まで焼結金属で充填されているもの（不図示）を製作することもでき、この場合は、耐久使用が少なく、装置を小型化する省スペースの画像形成装置に用いることができる。その場合にも、前記と同様に焼結金属粒子間にクリーニングされたトナーが侵入していくためその空間がトナーで充満するまでは表面のトナー層の厚みを一定に保つことができる為、クリーニング性能を容易に維持することが可能となる。
【００８８】
一方、従来例特開２００１−１０９３１３に有るような、素材（金属ローラ）１３ｃとバインダー層１３ｄと、トナー塗布のコーティングにおける厳しい管理製造工程を必要としないため、製造コストを最小限に抑えることが可能となる。
【００８９】
尚、素材（焼結金属ローラ）１３ｃは熱伝導性が高いアルミニウム合金のソリッド状、或は筒状にしたパイプを用いることで、使用される定着装置の定着ニップ部の温度特性に応じて任意に選択可能であり、熱伝導速度を重要視する場合はパイプ構造を用いることもできる。
【００９０】
【発明の効果】
以上の説明で明らかなように、本発明によれば、定着装置の清掃手段を、流体が通過できる隙間を有する焼結金属ローラによって形成し、その表面に必要によってトナー層を形成して構成される放熱ローラで構成したため、該放熱ローラの表面に回収するトナーの堆積層の脱落を防いで画像汚れの発生を防ぐことができるという効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る画像形成装置の断面図である。
【図２】本発明に係る画像形成装置のプロセスカートリッジの断面図である。
【図３】本発明に係る画像形成装置の光学系の構成を示す斜視図である。
【図４】本発明に係る画像形成装置の部分拡大断面図である。
【図５】本発明に係る画像形成装置の通紙経路を示す概略断面図である。
【図６】本発明に係る画像形成装置概観斜視図である。
【図７】本発明に係る定着装置の断面図である。
【図８】本発明に係る放熱ローラの断面図である。
【図９】図８のＡ−Ａ線拡大断面図である。
【符号の説明】
２  記録材
４  転写ローラ（転写装置）
５  定着装置
５ａ  加圧ローラ（加圧手段）
５ｂ  ヒータ加熱手段
７  感光ドラム（感光体）
８  帯電ローラ（帯電装置）
１０  現像装置
１３  放熱ローラ
１３ｃ  焼結金属ローラ（素材）
１３ｅ  トナー層
Ｎ  定着ニップ部（圧接部）
【図１】
2005055502.tif 000003
【図２】
2005055502.tif 000004
【図３】
2005055502.tif 000005
【図４】
2005055502.tif 000006
【図５】
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【図６】
2005055502.tif 000008
【図７】
2005055502.tif 000009
【図８】
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【図９】
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